隧道斜井排水方案

1、目 錄1、工程概況12、自然地理?xiàng)l件22.1、地形地貌22.2、地層巖性22.3、不良地質(zhì)22.4、地下水22.5、氣候33、反坡排水總體方案33.1、隧道反坡排水的特點(diǎn)33.2、排水系統(tǒng)方式33.3、水泵與管路系統(tǒng)43.4、固定式泵站水倉及臨時(shí)集水坑容量43.5、隧道口污水處理池44、匯水量計(jì)算55、排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案55.1、各固定式泵站施工階段所需排水量計(jì)算55.2、各固定式泵站水泵選型65.3、掌子面積水水泵選型75.4、固定式泵站水倉85.6、水泵管路105.7、排水電力供應(yīng)116、施工組織方案116.1、組織管理機(jī)構(gòu)116.2、制度保障措施116.3、安全技術(shù)保障措施127、應(yīng)急預(yù)案

2、13勐臘隧道1#斜井工區(qū)反坡排水專項(xiàng)施工方案1、工程概況勐臘隧道位于曼勒站勐臘北區(qū)間，為時(shí)速160km/h單線隧道。隧道進(jìn)口里程D1K468+908，全長13018.隧道最大埋深515米。隧道洞內(nèi)線路坡度為“人”字坡，其中進(jìn)口上坡段3760m，坡度以3%為主；出口下坡段9258m，最大坡度為-10%,最小坡度為-1%位于隧道出口段。全隧除進(jìn)口D1K456+246.296段356.296m位于半徑R=6000m的右偏曲線上，出口D1K468+349.840D1K468+876.828段526.988m位于半徑R=3500m的右偏曲線上外，其余地段均為直線。隧道進(jìn)口緊鄰曼勒3號中橋，出口緊鄰勐臘北

3、中橋。根據(jù)全線施工組織計(jì)劃，為滿足工期要求，解決隧道出口施工場地及運(yùn)營期間排水問題，緩解施工通風(fēng)壓力，結(jié)合運(yùn)營防災(zāi)救援疏散要求結(jié)合地形，地質(zhì)條件，本隧采用“2斜井+1橫洞”的輔助坑道模式，1號斜井長1264m，2號斜井長901m，橫洞長440m,輔助坑道總長度為2605m。其中1丶2號斜井作為運(yùn)營防災(zāi)救援疏散的避難所。 1號斜井位于洞身線路左側(cè)，長1264m，與線路交點(diǎn)里程為D1K460+500，斜井中線與線路中線大里程方向平面夾角為83°最大坡度為10，采用無軌雙車道運(yùn)輸，斷面尺寸為7.5m（寬）×6.2m（高）。本隧道分進(jìn)口、1#斜井、2#斜井及橫洞共4個(gè)工區(qū)組織施工。

4、1#斜井工區(qū)承擔(dān)斜井施工1264m和正洞5060m（D1K458+035-D1K463+095）的施工任務(wù)。所承擔(dān)的斜井及大部分正洞均為反坡排水施工段。2、自然地理?xiàng)l件2.1、地形地貌本斜井工區(qū)段地形地貌屬紅層低山及丘陵構(gòu)造剝蝕地貌，地形波狀起伏較大，隧道為越嶺隧道，地面高度680-1300m，相對高差50-615m。自然橫坡8°-35°，局部較陡。斜坡面地表多種植橡膠樹，山脊高處多為原始森林，植被茂密，水土保持較好，局部陡坡及沖溝有基巖裸露；山間槽谷等低洼地帶覆土層較厚。2.2、地層巖性本區(qū)段屬低中山溶蝕剝蝕地貌，地表上覆第四系全新統(tǒng)粉質(zhì)粘土，下伏基巖為侏羅系、三疊系、二

5、疊系泥巖、砂巖、頁巖、灰?guī)r及煤層等。2.3、不良地質(zhì)本段主要不良地質(zhì)為南泥平移斷層。本斷層長20m，走向近東西，與隧道呈約40°夾角于D1K462+020-070段。相交上下盤皆為白堊系下統(tǒng)曼崗組上段及下段地層。泥巖風(fēng)化節(jié)理裂隙普遍發(fā)育，主要見于地表及淺部，裂隙多而細(xì)??；砂巖中節(jié)理多為張型，其延伸較遠(yuǎn)。節(jié)理變化大，從斷層具張性平移的性質(zhì)，屬區(qū)域性富水構(gòu)造，對隧道工程影響較大。2.4、地下水本隧道正常涌水量Q=45000m³/d，雨季最大涌水量Q=45000*1.2=5400m³/d；1號斜井正常涌水量1400m³/d，雨季最大涌水量1700m³

6、/d。故本斜井工區(qū)最大涌水量24692m³/d。2.5、氣候本線所經(jīng)地區(qū)為亞熱帶和熱帶，受季風(fēng)、地形、低緯的影響，形成垂直氣候、低緯氣候、季風(fēng)氣候三大氣候特征。西雙版納北部邊緣氣候類型為熱帶季風(fēng)氣候，山區(qū)為亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候，終年溫暖、陽光充足、熱量豐富、濕潤多雨，年平均氣溫在22左右，具有“長夏無冬、一雨成秋”的特點(diǎn)。3、反坡排水總體方案3.1、隧道反坡排水的特點(diǎn)隧道反坡施工即洞內(nèi)施工前進(jìn)方向?yàn)橄缕拢磧?nèi)水向工作面匯集，需要及時(shí)抽排，以防止施工掌子面水積聚過深，影響隧道圍巖的穩(wěn)定和危及隧道施工的機(jī)械設(shè)備及施工人員的完全，影響正常的施工生產(chǎn)。洞內(nèi)水量隨著開挖掘進(jìn)逐段遞增的，則在各級

7、泵站的水泵選型上，應(yīng)按排水能力遞增原則自下而上遞增加配，并考慮雨季影響。3.2、排水系統(tǒng)方式反坡排水采用機(jī)械排水，設(shè)置多級固定泵站接力排水。（1）工作面積水采用移動(dòng)式小型水泵抽至就近固定式泵站或臨時(shí)集水坑內(nèi)，其余已施工地段隧道滲(涌)水經(jīng)隧道內(nèi)側(cè)溝自然匯集到臨時(shí)集水坑內(nèi)或固定式泵站水池內(nèi)。（2）臨時(shí)集水坑內(nèi)的積水采用移動(dòng)式水泵抽至就近固定式泵站。臨時(shí)集水坑設(shè)置一處，距離掌子面不宜超過70米，根據(jù)開挖進(jìn)尺及時(shí)跟進(jìn)。保證掌子面在突發(fā)涌水的時(shí)候積水線不超過掌子面后退50m的距離；同時(shí)在掌子面爆破時(shí)也可以減少對水管和水泵的損壞。由臨時(shí)水泵抽排至上級泵站或洞外。（3）由固定式泵站將積水經(jīng)排水管路抽排至上

8、一級固定式泵站內(nèi)，如此由固定式排水泵站接力將洞內(nèi)積水抽排至洞外，經(jīng)污水處理池處理后排放。3.3、水泵與管路系統(tǒng)（1）固定式泵站管路共2套（使用1套，備1套）、水泵共4臺(tái)（工作水泵3臺(tái)，備用l臺(tái)）。管路采用鋼管，與水泵連接采用帶回水閥的并聯(lián)接頭。（2）臨時(shí)集水坑水泵管路共2套（使用1套，備1套）、水泵共2臺(tái)（工作水泵1臺(tái)，備用l臺(tái)）。管路采用鋼管結(jié)合消防管。（3）掌子面水泵管路共2套（使用1套，備1套）、水泵共2臺(tái)（工作水泵1臺(tái)，備用l臺(tái)）。管路采用消防管。（4）針對涌水量大于設(shè)計(jì)排水系統(tǒng)排水能力時(shí)，啟動(dòng)備水泵和管路，及時(shí)增加排水系統(tǒng)排水能力。3.4、固定式泵站水倉及臨時(shí)集水坑容量由于排水系統(tǒng)配

9、備的水泵及管道均有備用，在電力不間隔的情況下，固定式泵站水倉及臨時(shí)集水坑均正常排水，只有在大電停電到啟動(dòng)備用發(fā)電機(jī)的時(shí)間段內(nèi)，各儲(chǔ)水倉需的一定的儲(chǔ)水能力，考慮由于電力中斷間隔時(shí)間為5min。因此，固定式排水泵站水倉及臨時(shí)集水坑容量需按該儲(chǔ)水倉所承擔(dān)的隧道自然匯集水量來確定。3.5、隧道口污水處理池隧道口污水處理池采用三級沉淀池+一級油污處理池。污水沉淀池采用C20混凝土澆筑，設(shè)計(jì)容積13.4立方。4、匯水量計(jì)算 根據(jù)涌水量計(jì)算表，計(jì)算斜井工區(qū)最大涌水量為21936m3/d，設(shè)計(jì)圖紙中斜井工區(qū)最大涌水量為24692m3/d?？紤]本工區(qū)有涌水?dāng)鄬游挥贒1K462+000-100附近，多出的2756

10、m3/d（即81m3/h）列入大里程掌子面排水工程量。5、排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案5.1、各固定式泵站施工階段所需排水量計(jì)算因進(jìn)入正洞施工后，兩個(gè)正洞掌子面進(jìn)尺進(jìn)度不一致，在此僅按照成洞貫通前的最大涌水量進(jìn)行排水量計(jì)算。每個(gè)掌子面，施工排水量按照1m3/h計(jì)算。 泵站逐級計(jì)算，可以得到泵站理論排水量和理論揚(yáng)程。5.2、各固定式泵站水泵選型、固定式泵站水泵選型原則（1）隧道排水主要為隧道滲水，同時(shí)考慮到施工用水。水質(zhì)除地下水的本身成分外，主要還有巖石、石屑、泥漿，同時(shí)還有噴射混凝土的回彈物摻雜物。掌子面及臨時(shí)集水坑選擇渣漿泵，通過粒徑40mm。因固定泵站與掌子面間要設(shè)置多個(gè)臨時(shí)集水坑會(huì)對排水進(jìn)行多次沉淀

11、，泵站水泵采用自吸無堵塞排污泵。（2）由于水泵在使用過程中水倉的匯水量隨隧道開挖不斷遞增，水泵在開始時(shí)匯水量無法達(dá)設(shè)計(jì)值，水泵需配置對應(yīng)的水位制動(dòng)啟閉裝置。（3）水泵揚(yáng)程：水泵揚(yáng)程的高低將決定能否將水從低處抽到高處。揚(yáng)程低了可能抽不出水；揚(yáng)程高了，泵工作時(shí)上竄，造成機(jī)器磨損很大，進(jìn)而損壞水泵。所需水泵的揚(yáng)程應(yīng)根據(jù)水倉間的距離和隧道的坡度計(jì)算確定。選擇水泵揚(yáng)程不低于需要揚(yáng)程的1.4倍（即按照30%的揚(yáng)程損失計(jì)算）。（4）水泵排水能力：最大涌水量是選擇水泵型號的重要數(shù)據(jù)之一，根據(jù)最大涌水量選擇水泵的功率，水泵的功率將直接影響到整個(gè)排水系統(tǒng)的排水能力。選擇時(shí)以最大設(shè)計(jì)涌水量為依據(jù)，同時(shí)考慮到特殊情況

12、和突發(fā)情況，為最大設(shè)計(jì)涌水量選擇一個(gè)合適的安全系數(shù)，選用水泵排水能力不低于需要排水能力的1.5倍（設(shè)計(jì)圖紙要求1.2倍）。（5）水泵控制系統(tǒng)：采用自動(dòng)啟動(dòng)電氣開關(guān)。當(dāng)水位達(dá)到一定高度時(shí)，啟動(dòng)第一臺(tái)水泵；當(dāng)水位上升至高出第一臺(tái)水泵啟動(dòng)水位一定高度時(shí)，啟時(shí)第二臺(tái)水泵；當(dāng)水位上升至高出第二臺(tái)水泵啟動(dòng)水位一定高度時(shí)，啟時(shí)第三臺(tái)水泵。5.2.2、固定式泵站水泵選型及數(shù)量5.3、掌子面積水水泵選型5.3.1、掌子面積水水泵選型原則（1）隧道排水主要為隧道滲水，同時(shí)考慮到施工用水。水質(zhì)除地下水的本身成分外，主要還有巖石、石屑、泥漿，同時(shí)還有噴射混凝土的回彈物摻雜物。選擇渣漿泵，通過粒徑30mm。（2）由于水

13、泵在使用過程中水倉的匯水量隨隧道開挖不斷遞增，水泵在開始時(shí)匯水量無法達(dá)設(shè)計(jì)值，水泵會(huì)露出水面，選用有內(nèi)循環(huán)自冷系統(tǒng)的潛水污水泵。（3）水泵揚(yáng)程：斜井施工段臨時(shí)集水坑最大揚(yáng)程50m；正洞施工段臨時(shí)集水坑最大揚(yáng)程為25m。（4）水泵排水能力：斜井施工段臨時(shí)集水坑最大匯水量為32m3/h（含施工用水1m3/h）；正洞施工段臨時(shí)集水坑最大匯水量為209m3/h（含施工用水1m3/h）。（5）水泵控制系統(tǒng)：采用人工啟動(dòng)電氣開關(guān)。5.3.2、掌子面積水水泵選型及數(shù)量掌子面積水排水泵選用100WQ100-30-15潛水污水泵，水泵設(shè)計(jì)流量100m3/h、揚(yáng)程30m、電機(jī)功率15KW。應(yīng)可滿足斜井段和正洞段掌

14、子面排水要求，由于資料有限，采購水泵時(shí)需與廠家進(jìn)一步核對型號能否滿足施工需要。水泵數(shù)量2臺(tái)。5.4、固定式泵站水倉5.4.1、固定式泵站水倉容量 固定式泵站水倉大小按照停電5min管內(nèi)回水和自然匯水計(jì)算，并考慮清淤施工方便。5.4.2、固定式泵站水倉布置臨時(shí)集水坑的容量按該段5 min的匯水量+管內(nèi)回水確定。一般集水坑尺寸為1.5 m(長)*1m(寬)*1.5-4m(深)=容量2.25-6m3，可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整大小。固定泵站為整個(gè)施工過程結(jié)束前所使用的接力排水水倉位置。根據(jù)估算斜井設(shè)置3處，正洞設(shè)置6處。泵站水倉容量計(jì)算按該段5 min 的匯水量+施工用水+管內(nèi)回水合計(jì)確定。其結(jié)構(gòu)尺寸為

15、3m(長) m(寬)*3-4m(深)=容量13.5-30m3,可根據(jù)隧道開挖后的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。斜井泵站統(tǒng)一設(shè)置在洞內(nèi)左側(cè)。正洞泵站統(tǒng)一設(shè)置在洞內(nèi)右側(cè)。隧道水經(jīng)沉淀池進(jìn)入水倉，水倉頂部架立I20a工字鋼間距50cm，上面滿鋪3cm厚木板或鋼板。詳見平面布置圖。 固定水倉和集水坑附近設(shè)置橫向截水溝進(jìn)行截流。截水溝尺寸如下圖。固定水倉結(jié)構(gòu)尺寸如下圖。隧道貫通后，水倉用M10漿砌片石回填，水倉上部按相應(yīng)洞室要求施作。5.6、水泵管路5.7、排水電力供應(yīng)全隧道排水系統(tǒng)總功率為1192KW，需兩臺(tái)630KVA變壓器供應(yīng)，需備用兩臺(tái)500300KW和一臺(tái)300KW發(fā)電機(jī)。6、施工組織方案6.1、組織管理

16、機(jī)構(gòu)在反坡排水施工上不僅需要一套完善、合理的排水系統(tǒng)，還需在管理上予以加強(qiáng)，才能達(dá)到預(yù)期的效果。為此要成立了專業(yè)排水工班，每個(gè)工班設(shè)工班長一人，副工班長一人，設(shè)備檢修2人，排水工班2個(gè)班，（每班組成：工班長l人，泵站管理l人）。6.2、制度保障措施制定嚴(yán)格的值班制度。每個(gè)隧道作業(yè)面的隧道排水日常上作堅(jiān)持工班長、副工班長輪流24h值班制，并制定抽水記錄表進(jìn)行統(tǒng)一管理，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理，匯總問題進(jìn)行總結(jié)分析。6.3、安全技術(shù)保障措施對施工技術(shù)人員進(jìn)行技術(shù)和操作培訓(xùn)，針對一些技術(shù)特點(diǎn)和操作要領(lǐng)作重點(diǎn)講解和現(xiàn)場示范。對用電的排水設(shè)備要確保電路安裝的正確，檢查轉(zhuǎn)向是否正確，設(shè)置接地裝置及標(biāo)忐，要嚴(yán)格按照

17、安全用電方案辦理，做到一機(jī)一閘一漏。水泵的冷卻采用下一個(gè)泵站抽上來的水直接澆至排水泵上進(jìn)行冷卻。由于洞內(nèi)均為滲水及涌水，雖然使用水泵為污水泵，一旦在進(jìn)水口處產(chǎn)生淤積將導(dǎo)致堵泵。為此，需要對坑內(nèi)污水進(jìn)行攪合，施工中采用在水泵與管路的接口處安一處出水口并安裝閥門，利用抽水的高壓水不斷對進(jìn)水口處進(jìn)行沖攪，同時(shí)利用高壓風(fēng)進(jìn)行沖吹，防止淤泥的淤積。針對隧道施上的特點(diǎn)，施上人員對隧道內(nèi)排水溝及集水坑內(nèi)污泥雜物要及時(shí)進(jìn)行清理，對管路要定期檢查維修，定期用清水進(jìn)行沖洗。在集水泵進(jìn)水口包裹鋼絲網(wǎng)，同時(shí)把水泵或進(jìn)水口放在竹筐內(nèi)，可以防止污泥及雜物進(jìn)入而發(fā)生堵塞。當(dāng)水位下降超過底座，間隙出水時(shí)，應(yīng)立即停機(jī)檢查，運(yùn)行

18、一段時(shí)間后，須進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。及時(shí)地進(jìn)行保養(yǎng)和維修確保設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的必要措施。對隧道內(nèi)的抽水設(shè)備要定期進(jìn)行安全檢查，對易損的排水設(shè)備及管理配件要有必要的儲(chǔ)備和供應(yīng)上的保障。在隧道進(jìn)口處做好排水措施，做到排水暢通，并在洞口增加截水橫溝，防止地表水和施工排水倒灌進(jìn)洞，根據(jù)洞口水量情況可適當(dāng)加大橫溝斷面，并在溝項(xiàng)加蓋鐵板，做到排水和行車互不影響，7、應(yīng)急預(yù)案由于隧道施工中可能出現(xiàn)突水、涌水等突發(fā)事故。為此，需有應(yīng)急預(yù)案。（1）泵站之間利用高壓進(jìn)水管路作為應(yīng)急排水管路，即在每個(gè)泵站處在高壓水管上安裝閘閥，近鄰閘閥上下游開口并安裝閘閥，開口處閘閥與該泵站檢修備用的水泵接通。正常情況下，打開高壓水管上的閘閥，關(guān)閉高壓水管開口引出閘閥。一旦遇到突水、涌水現(xiàn)象，關(guān)閉高壓水管上的閘閥，打開高壓水管開口引出閘閥，接通水泵，形成新增泵站間接力排水通道。（2）臨時(shí)集水坑至泵站之間，直接采用備用水泵和消防管進(jìn)行排水。（3）應(yīng)急設(shè)備及材料應(yīng)急設(shè)備及材料序號名稱規(guī)格型號單位數(shù)量1潛水污水泵150QW600-20-67臺(tái)12150QW530-85-54臺(tái)13150QW210-7-7.5臺(tái)24150QW